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化学反应工程基本概念

化学反应工程基本概念
化学反应工程基本概念

第一章

1. 化学反应工程是一门研究 (化学反应个工程问题)的科学。

2. 所谓数学模型是指 (用数学方法表达各变量间的关系)。

3. 化学反应器的数学模型包括 (动力学方程式、 物料横算式子、 热量衡算式、 动量衡算式 和 参数计算式)

4. 所谓控制体积是指 (能把反应速率视作定值的最大空间范围)。

5. 模型参数随空间而变化的数学模型称为 ( 分布参数模型)。

6. 模型参数随时间而变化的数学模型称为 (非定态模型)。

7. 建立物料、热量和动量衡算方程的一般式为 (累积量=输入量-输出量)。

第二章

1. 均相反应是指 (在均一的液相或气相中进行的反应)。

2. 对于反应aA + bB → pP + sS ,则r P =( p/a )r A 。

3.着眼反应物A 的转化率的定义式为(转化率Xa=转化了的物料A 的量/反应开始的物料A 的量)。

4. 产物P 的收率ΦP 与得率ХP 和转化率x A 间的关系为( Xp/Xa )。

5. 化学反应速率式为r A =k C C A αC B β,用浓度表示的速率常数为k C ,假定符合理想气体状态方

程,如用压力表示的速率常数k P ,则k C =[ (RT)的a+B 次方]k P 。

6.对反应aA + bB → pP + sS 的膨胀因子的定义式为 (P+S )-(A+B))/A 。

7.膨胀率的物理意义为 (反应物A 全部转化后系统的体积变化率)。

8. 活化能的大小直接反映了 (反应速率) 对温度变化的敏感程度。

9. 反应级数的大小直接反映了(反应速率) 对浓度变化的敏感程度。

10.对复合反应,生成主产物的反应称为 (主反应),其它的均为(副反应)。

11. 平行反应A → P 、A → S 均为一级不可逆反应,若E 1>E 2,选择性S p 与 (A 的浓度)

无关,仅是 (A 的浓度) 的函数。

12. 如果平行反应A → P 、A → S 均为一级不可逆反应,若E 1>E 2,提高选择性S P 应(提到

温度)。

13. 一级连串反应A → P → S 在平推流反应器中,为提高目的产物P 的收率,应(降

低)k 2/k 1。

14. 产物P 的收率的定义式为 (生成的全部P 的物质的量/反应掉的全部A 的物质的量)

15. 产物P 的瞬时收率φP 的定义式为(生成的物质的量/反应的A 的物质的量)

16. 产物P 的选择性S P 的定义式为(单位时间内产物P 的物质的量/单位时间内生成产物S

的物质的量)

17. 由A 和B 进行均相二级不可逆反应αA A+αB B = αS S ,速率方程为:

r A =-dC A /dt=kC A C b 。

求: (1)当C A0/C B0=αA /αB 时的积分式

(2)当C A0/C B0=λ≠αA /αB 时的积分式

18. 反应A → B 为n 级不可逆反应。已知在300K 时要使A 的转化率达到20%需,而在340K 时达到同样的转化率仅需,求该反应的活化能E 。

第三章

1. 理想反应器是指(理想混合反应器 平推流反应器)。

2. 全混流反应器的空时τ是 (反应器容积) 与(进料的体积流量)之比。

3. 全混流反应器的放热速率Q G ={ 00()A A Hr Ft y x ? }。

4. 全混流反应器的移热速率Q r ={ 012()pm Ft C T T - }

5. 全混流反应器的定常态操作点的判据为{ G r Q Q = }。

6. 全混流反应器处于热稳定的定常态操作点的判据为{ G r Q Q = G r dQ dQ dT dT

> }。

7. 全混流反应器的返混 (无限大)。

8. 平推流反应器的返混为 (为零)。

9. 平推流是指 (反应物料以一致的方向向前移动)。

10. 全混流是指 (刚进入反应器的新鲜物料与已存在的反应器中的物料能达到瞬间的完全

混合)。

11. 平推流的特征为 (所有物料颗粒在反应器中的停留时间相同不存在反混)。

12. 全混流的特征为 (反应器中各处浓度温度相等 且都与出口处一致 反混无限大)。

13. 如果将反应器出口的产物部分的返回到入口处与原始物料混合,这类反应器为 (循环反

应器)。

14. 对循环反应器,当循环比β→0时为 (平推流) 反应器,而当β→∞时则相当于(全混

釜)反应器。

15. 对于反应级数n <0的反应,为降低反应器容积,应选用 (全混流) 反应器为宜。

16. 对于反应级数n >0的反应,为降低反应器容积,应选用 (平推流) 反应器为宜。

17. 对于可逆放热反应如何选择操作温度

答:对于放热反应要使反应速率尽可能保持最大必须随转化率的提高,按最优温度曲线

相应降低温度,这是由于可逆放热反应,由于逆反应速率也随反应温度的提高而提

高,净反应速率出现一极大值;而温度的进一步提高将导致正逆反应速率相等而达

到化学平衡。

18. 对于反应,r R =k 1C A 2,E 1;r S =k 2C A ,E 2,当E 1>E 2时如何选择操作温度可以提高产物的

收率

答:对于平行反应A

RT E E A RT E RT

E S R R C e k k C e k e k r r S 12212010/20/10---===,所以,当1E >2E 时应尽可能提

高反应温度,方可提高R 的选择性,提高R 的收率。

19. 在间歇釜中一级不可逆反应,液相反应A → 2R ,

r A =kC A kmol/m 3·h

k=×109exp[T] h -1

C A 0= kmol/m 3,M R =60,C R 0=0,若转化率x A =,装置的生产能力为50000 kg 产

物R/天。求50℃等温操作所需反应器的有效容积(用于非生产性操作时间t 0= h )

解:

)/(22.3230m kmol x C C A A R == A x A A x A

A A x k x dx k kC dx C t A A

-=-==??11ln 111000 92.0502734.7448ex p 1052.99=??????+-?=k )(31.17.011ln 92.01h t =-=

24500000=+t t M VC R R )(2.226022.32406.2500003m V =???=

20. 应用两个按最优容积比串联的全混流釜进行不可逆的一级液相反应,假定各釜的容积和操作温度都相同,已知此时的速率常数k=,原料液的进料速度v 0=

10m 3/h ,要求最终转化率x A =,试求V 1、V 2和总容积V 。

解:对于一级不可逆反应应有

21010111)1(1)1(1)1(A A A A A A A x kC x kC x x r -=??????-??=?-? 代入????????----=?-?+-i A i A i A i

A i A i A r r x x x r ,1,1,,,,111

)1( 得 ??????----=-)1(1)1(11)1(1102001210A A A A A A A A x kC x kC x x x kC

整理得 022121=+-A A A x x x

∵9.02=A x , ∴6838.01=A x ∴

)(35.2)6838.01(92.06838.0)1(111h x k x A A =-=-=τ

)(5.233101m v V ==τ

)(35.2)9.01(92.06838.09.0)1(2122h x k x x A A A =--=--=τ

)(5.233202m v V ==τ

总容积)(47321m V V V =+=

21. 用两串联全混流反应器进行一个二级不可逆等温反应,已知在操作温度下k

=0.92m 3/(),C A 0=m 3,v 0=10m 3/h ,要求出口x A =,计算该操作最优容积比V 1/V 2

和总容积V 。

解:3

1202120111)1(2])1(1[)1(A A A A A A A x kC x kC x x r -=-??=?-

?

代入]11[1)1(1,2,0,1,1,1,A A A A A A r r x x x r ----=?-

?

])1(1)1(1[1)1(2

21,2021,201,3

1,20A A A A A A A x kC x kC x x kC ---=-

741.00

99.001.33112131==-+-A A A A x x x x

∴ h x kC x x A A A A 22.5)741.01(3.292.1741.0)1(2210011=-??=--=τ

h x kC x x A A A A 51.7)9.01(3.292.0741.09.0)1(2220122=-??-=--=τ 695.051.722.52121===ττV V

总容积

021v V V V ?=+=τ ∴ 3

3.127)22.551.7(10m V =+?=

22.在平推流反应器中进行等温一级反应,出口转化率可达。现将反应转移至一个等体积的全混流反应器中进行,操作条件完全不变,试问出口转化率将为多少

解 : 0011000010212

1

111ln()(1)1(1)

11ln()(1)10.85

0.655

xA xA A A A A A A A A A A A A A A A A A A dx dx V C C v KC KC x K x C C x KC K x x K x K x x x ττττ=

===---==-==--==??

23. 等温间歇反应器反应时间与反应物浓度的关系在间歇反应器中进行等温二级反应A → B,r A =,当C A0为1mol/l 时,求反应至C A =l 所需时间。

解: 00.0102010.01111()99000.010.011A A A x C A A A A C A A A dx dC dC C r r C s τ==-=---=-=?

??

24. 液相反应A →R 在一全混釜中进行,C A0=1mol/l ,反应速率常数k =1l/(),求:

1) 平均停留时间为1s 时该反应器的x A ;

2) 若v 0=1l/s ,x A =,求反应器的体积。

第四章

1. 停留时间分布的密度函数在t <0时,E (t )=(0)。

2. 停留时间分布的密度函数在t ≥0时,E (t )(>0)。

3. 当t=0时,停留时间分布函数F (t )=(0)。

4. 当t=∞时,停留时间分布函数F (t )=(1)。

5. 停留时间分布的密度函数E (θ)={ t }E (t )。

6. 表示停留时间分布的分散程度的量σθ2=[ 1/(t*t) ]σt 2。

7. 根据示踪剂的输入方式不同,测定停留时间分布的方法主要分为(脉冲示踪法)和(阶

跃示踪法)。

8. 平推流反应器的E (t )=( 0 t

9. 平推流反应器的F (t )=(0 t

10. 全混流反应器的E (t )=( /1

t r e τ- )。

11. E (t )dt 的物理意义是(停留时间在A 到之间粒子的分率)。

12. F (t )的物理意义是 ( 表示物料中停留时间小于t(包括t)的粒子所占的分率 )。

13. 脉冲示踪法测定的停留时间分布曲线为 ( E (t )曲线) 。

14. 阶跃示踪法测定的停留时间分布曲线为 (F(t)曲线)。

15. 以分子尺度粒子作为独立运动单元来进行混合的流体称为 (微观流体)。

16. 以分子集团粒子作为独立运动单元来进行混合的流体称为 (宏观流体)。

17. 当反应级数n<1时,宏观流体具有比微观流体 ( 低 ) 的出口转化率。

18. 当反应级数n ( > )1时,宏观流体具有比微观流体高的出口转化率。

19. 停留时间分布密度函数E(t)的含义

答:在定常态下的连续稳定流动系统中,相对于某瞬间t=0流入反应器内的流体,在反应器出口流体的质点中,在器内停留了t到t+dt之间的流体的质点所占的分率为

E(t)dt。?∞=

0.1

)(dt

t

E

20. 停留时间分布函数F(t)的含义

答:在定常态下的连续稳定流动系统中,相对于某瞬间t=0流入反应器内的流体,在出

口流体中停留时间小于t的物料所占的分率为F(t)。

?=t dt t E

t

F

)(

)(

第五章

1.工业催化剂所必备的三个主要条件是:(活性好、选择性高、寿命长)。

2.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠(范德华力)结合的,而化学吸附是靠(化

学键力)结合的。

3.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是(多)分子层的,而化学吸附是(单)分子层的。

4.气体在固体表面上发生吸附时,描述在一定温度下气体吸附量与压力的关系式称为

(吸附等温方程)。

5. 在气—固相催化反应中,反应速率一般是以单位催化剂的重量为基准的,如反应A→B,

A的反应速率的定义为(

1

A

A

dn

r

W dt

-

-=?)。

6. 对于多孔性的催化剂,分子扩散很复杂,当孔径较大时,扩散阻力是由(分子间碰撞)

所致。

7. 对于多孔性的催化剂,分子扩散很复杂,当孔径较大时,扩散阻力是由分子间碰撞所致,

这种扩散通常称为(分子扩散)。

8. 对于多孔性的催化剂,分子扩散很复杂,当微孔孔径在约时,分子与孔壁的碰撞为扩散

阻力的主要因素,这种扩散称为(努森扩散)。

9. 等温催化剂的有效系数η为催化剂粒子的(实际反应速率)与催化剂内部的(浓度和温

度与其表面上的相等时的反应速率)之比。

10. 气—固相催化反应的内扩散模数φs=

[,它是表征内扩散影响的重要参

数。

11. 气—固相催化反应的内扩散模数φs是表征内扩散影响的重要参数,其数值平方的大小

反映了 (表面反应速率) 与 (内不扩散速率) 之比。

12. 气—固相催化反应的内扩散模数φs的大小可判别内扩散的影响程度,φs愈大,则粒内

的浓度梯度就 (愈大) ,反之,φs愈小,内外浓度愈近于 (均一) 。

13. 根据气—固相非催化反应的缩核模型,一般而言,强化这种反应过程的主要措施是_升高温度_____________和_加大物料流率____________________。

14. 气—固相催化反应的动力学步骤

答:1反应物从气流主体向催化剂的外表面和内孔扩散2)反应物在催化剂表面上吸附3)吸附的反应物转化成反应的生成物 4)反应生成物从催

化剂表面上脱附下来5)脱附下来的生成物向催化剂外表面、气流主体中扩散。

15. 简述朗缪尔(Langmuir)等温吸附方程的基本特点

答:1)均匀表面(或理想表面):即催化剂表面各处的吸附能力是均一的,吸附热与表面已被吸附的程度如何无关;

2)单分子层吸附;

3)被吸附的分子间互不影响,也不影响别的分子;

4)吸附的机理均相同,吸附形成的络合物均相同。

16. 解释努森扩散和分子扩散分别在何种情况下占优势

答:多孔物质催化剂的粒内扩散较为复杂。当微孔孔径较大时,分子扩散阻力是由于分子间的碰撞所致,这种扩散为分子扩散。当微孔孔径小于分子的自由程时,分子与孔壁的碰撞机会超过了分子间的相互碰撞,而成为扩散阻力的主要因素,这种扩散为努森扩散。

17. 一氧化碳与水蒸气在铁催化剂上的总反应为:

CO + H2O→ H2 + CO2

假设反应按如下步骤进行:

CO + σ→ COσ⑴

COσ + H2O →H2 + CO2σ⑵

CO2σ→ CO2 + σ⑶

试根据朗缪尔(Langmuir)吸附等温线分别推导⑴或⑵或⑶为控制步骤时的反应速率式。

第六章

1. 凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作(固定

床反应器)。

2. 目前描述固定床反应器的数学模型可分为(拟均相) 和(非均相)的两大类。

3. 描述固定床反应器的拟均相模型忽略了粒子与流体之间(温度) 与(浓度) 的

差别。

4. 忽略固定床内粒子与流体之间温度与浓度的差别的反应器的数学模型称之为

(拟均相模型)。

5. 考虑固定床内粒子与流体之间温度与浓度的差别的反应器的数学模型称之为

(非均相模型)。

6. 根据浓度和温度是否在轴向和径向上变化的流动模式,描述固定床反应器的

拟均相模型可分为(一维) 模型和(二维) 模型。

7. 固定床拟均相模型是指(忽视床层中粒子与流体间温度与浓度的差别)。

8. 固定床一维模型是指(考虑流体在轴向和径向上的温度梯度和浓度梯度忽略床层

中粒子与流体间温度与浓度的差别)。

9. 以催化剂用量最少为目标的多层绝热床优化的原则是什么

化学反应工程习题答案

第7章化学反应工程习题答案 7-1 试述物理吸收与化学吸收的区别。 解:对于物理吸收过程*=A A A P H C 0 对于化学吸收过程* * +=A A B A P P C C αα10 ,式中A KH =α,其中K 为化学平衡常 数;0B C 为吸收剂中的活性组分浓度;0A C 是与A 组分分压*A P 平衡的气体浓度;A H -A 组分溶解度系数。从以上两式可以看出物理吸收和化学吸收区别如下: 1.物理吸收气体溶解度与气体压力呈正比关系,化学吸收呈渐近线关系,当分压较高时,气体溶解度趋近化学计量的极限,因此为了减低能耗,导致操作方式不同,压力较低宜采用化学吸收,压力较高宜采用物理吸收。 2.热效应不同,物理吸收热效应较小,每摩尔数千焦耳,而化学吸收可达数万焦耳。导致吸收剂的再生方式不同,物理吸收过程吸收剂减压再生为主,化学吸收过程的吸收剂再生除减压外还需加热。 3.物理吸收选择性主要体现各种气体在溶解度系数的差异,而化学吸收取决于A KH =α,由于化学反应特定性,吸收选择性不同。化学吸收选择性高于物理吸收。 7-2解释下列参数的物理意义:无因次准数M 、增大因子β及液相利用率η。分别写出一级不可逆和二级不可逆反应无因次准数M 的计算式。 解:无因次准数M 的物理意义 通过液膜传递速率 液膜内的化学反应速率 增大因子β的物理意义为速率 单纯物理吸收时的传质过气液界面的传质速率 液膜内有化学反应时通 液相利用率η的物理意义为的反应速率液相均处于界面浓度下吸收速率 对于一级不可逆反应211L AL L L k k D k k M ==δ 对于二级不可逆反应2 2L BL AL k C k D M = 7-3 纯二氧化碳与氢氧化钠水溶液进行反应,假定液相上方水蒸气分压可不 计,试按双膜模型绘出气相及液相二氧化碳浓度分布示意图。 解: 气模 液膜 P CO2,g P CO2,i C CO2,i C CO2,L

化学反应工程试题集及复习题

化学反应工程考试总结 一、填空题: 1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础,其中“三传”是指质 量传递、热量传递和动量传递,“一反”是指反应动力学。 2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同,但通常温度升 高有利于活化能高的反应的选择性,反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。 3.测定非理想流动的停留时间分布函数时,两种最常见的示踪物输 入方法为脉冲示踪法和阶跃示踪法。 4.在均相反应动力学中,利用实验数据求取化学反应速度方程式的 两种最主要的方法为积分法和微分法。 5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ,轴 向扩散模型的唯一模型参数为Pe(或Ez / uL)。 6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳 定性。 7.平推流反应器的E函数表达式为 , () 0, t t E t t t ?∞= ? =? ≠ ?? ,其无 因次方差2θσ= 0 ,而全混流反应器的无因次方差2θσ= 1 。 8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol hr ),该反应为 2 级 反应。 9.对于反应22 A B R +→,各物质反应速率之间的关系为 (-r A):(-r B):r R= 1:2:2 。

10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产 物是中间产物的串联反应。 →+,则其反应速率表达式不能确11.某反应的计量方程为A R S 定。 12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解,在67℃时转化 50%需要30 min, 而在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒,该反应的活化能为 3.46×105 (J / mol ) 。 13.反应级数不可能(可能/不可能)大于3。 14.对于单一反应,在相同的处理量和最终转化率条件下,选择反应 器时主要考虑反应器的大小;而对于复合反应,选择反应器时主要考虑的则是目的产物的收率; 15.完全混合反应器(全混流反应器)内物料的温度和浓度均一, 并且等于(大于/小于/等于)反应器出口物料的温度和浓度。 二.单项选择 10.(2) B 1、气相反应CO + 3H2CH4 + H2O进料时无惰性气体,CO与2H以1∶2 δ=__A_。 摩尔比进料,则膨胀因子CO A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S P在间歇式反应器中,则目的产物P C___A____。 的最大浓度= max ,P

化学反应工程第三章答案

3 釜式反应器 3.1在等温间歇反应器中进行乙酸乙酯皂化反应: 325325+→+CH COOC H NaOH CH COONa C H OH 该反应对乙酸乙酯及氢氧化钠均为一级。反应开始时乙酸乙酯及氢氧化钠的浓度均为0.02mol/l ,反应速率常数等于5.6l/mol.min 。要求最终转化率达到95%。试问: (1) (1) 当反应器的反应体积为1m 3时,需要多长的反应时间? (2) (2) 若反应器的反应体积为2m 3,,所需的反应时间又是多少? 解:(1)002220 00001()(1)110.95169.6min(2.83) 5.60.0210.95 ===?---= ?=?-??Af Af X X A A A A A A A A A A A dX dX X t C C R k C X kC X h (2) 因为间歇反应器的反应时间与反应器的大小无关,所以反应时间仍为2.83h 。 3.2拟在等温间歇反应器中进行氯乙醇的皂化反应: 223222+→++CH ClCH OH NaHCO CH OHCH OH NaCl CO 以生产乙二醇,产量为20㎏/h ,使用15%(重量)的NaHCO 3水溶液及30%(重量)的氯乙醇水溶液作原料,反应器装料中氯乙醇和碳酸氢钠的摩尔比为1:1,混合液的比重为1.02。该反应对氯乙醇和碳酸氢钠均为一级,在反应温度下反应速率常数等于5.2l/mol.h ,要求转化率达到95%。 (1) (1) 若辅助时间为0.5h ,试计算反应器的有效体积; (2) (2) 若装填系数取0.75,试计算反应器的实际体积。 解:氯乙醇,碳酸氢钠,和乙二醇的分子量分别为80.5,84 和 62kg/kmol,每小时产乙二醇:20/62=0.3226 kmol/h 每小时需氯乙醇:0.326680.5 91.11/0.9530%?=?kg h 每小时需碳酸氢钠:0.326684 190.2/0.9515%?=?kg h 原料体积流量: 091.11190.2 275.8/1.02+= =Q l h 氯乙醇初始浓度:00.32661000 1.231/0.95275.8?==?A C mol l 反应时间: 02000110.95 2.968(1) 5.2 1.23110.95===?=-?-??Af Af X X A A A A B A A dX dX t C h kC C kC X 反应体积:0(')275.8(2.9680.5)956.5=+=?+=r V Q t t l

化学反应工程第二版课后答案

第一章习题 1 化学反应式与化学计量方程有何异同?化学反应式中计量系数与化学计量方程中的计量系数有何关系? 答:化学反应式中计量系数恒为正值,化学计量方程中反应物的计量系数与化学反应式中数值相同,符号相反,对于产物二者相同。 2 何谓基元反应?基元反应的动力学方程中活化能与反应级数的含义是什么? 何谓非基元反应?非基元反应的动力学方程中活化能与反应级数含义是什么? 答:如果反应物严格按照化学反应式一步直接转化生成产物,该反应是基元反应。基元反应符合质量作用定律。基元反应的活化能指1摩尔活化分子的平均能量比普通分子的平均能量的高出值。基元反应的反应级数是该反应的反应分子数。一切不符合质量作用定律的反应都是非基元反应。非基元反应的活化能没有明确的物理意义,仅决定了反应速率对温度的敏感程度。非基元反应的反应级数是经验数值,决定了反应速率对反应物浓度的敏感程度。 3 若将反应速率写成t c r d d A A - =-,有什么条件? 答:化学反应的进行不引起物系体积的变化,即恒容。 4 为什么均相液相反应过程的动力学方程实验测定采用间歇反应器? 答:在间歇反应器中可以直接得到反应时间和反应程度的关系,而这种关系仅是动力学方程的直接积分,与反应器大小和投料量无关。 5 现有如下基元反应过程,请写出各组分生成速率与浓度之间关系。 (1)A+2B →C (2)A+2B →C (3)2A+2B →C A+C →D B+C →D A+C →D C+D →E 解

(1) D 4C A 3D D 4C A 3C 22 B A 1C C 22B A 1B D 4C A 3C 22 B A 1A 22c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r c k c c k c k c c k r -=+--=+-=+-+-= (2) E 6D C 5D 4C B 3D E 6D C 5D 4C B 3C 22 B A 1C D 4C B 3C 22B A 1B C 22 B A 1A 22c k c c k c k c c k r c k c c k c k c c k c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r +--=+-+--=+-+-=+-= (3) D 4C A 3D D 4C A 3C 22 B 2A 1C C 22B 2A 1B D 4C A 3C 22 B 2A 1A 2222c k c c k r c k c c k c k c c k r c k c c k r c k c c k c k c c k r -=+--=+-=+-+-= 6 气相基元反应A+2B →2P 在30℃和常压下的反应速率常数k c =2.65× 104m 6kmol -2s -1。现以气相分压来表示速率方程,即(?r A )=k P p A p B 2 ,求k P =?(假定气体为理想气体) 解 ()3 -1-363111 2643c P 2 B A p A 2 B A c 2 B A c A 1264c kPa s m kmol 10655.1K 303K kmol kJ 314.8s kmol m 1065.2)(s kmol m 1065.2K 30330273--------??=???= ==-? ? ? ??==-= ?==+=RT k k p p k r RT p RT p k c c k r RT p c k T

《化学反应工程》期末考试试题及答案..

一、单项选择题: (每题2分,共20分) 1.反应器中等温进行着A →P(1)和A →R(2)两个反应,当降低A 的浓度后,发现反应生成P 的量显著降低,而R 的生成量略降低,表明(A ) A .反应(1)对A 的反应级数大于反应(2) B .反应(1) 对A 的反应级数小于反应 (2) C .反应(1)的活化能小于反应(2) D .反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作,其无因次停留时间分布的方差值2θσ为( B ) A . 1.0 B. 0.25 C .0.50 D .0 3.对一平行—连串反应R A Q P A ?→??→??→?) 3()2()1(,P 为目的产物,若活化能次序为:E 2 -r A2 B .-r A1 = -r A2 C .-r A1 < -r A2 D.不能确定何者为大 5. 已知一闭式反应器的1.0=r a uL D ,该反应器若用多釜串联模型来描述,则模型参数N 为 ( B )。 A . 4.5 B. 5.6 C .3.5 D .4.0 6.固体催化剂之所以能起催化作用,是由于催化剂的活性中心与反应组分的气体分子主要发生( C)。 A .物理吸附 B .化学反应 C .化学吸附 D .质量传递 7.包括粒内微孔体积在内的全颗粒密度称之为( B ) A .堆(积)密度 B .颗粒密度 C .真密度 D .平均密度 8.在气固催化反应动力学研究中,内循环式无梯度反应器是一种( C )。 A .平推流反应器 B. 轴向流反应器 C. 全混流反应器 D. 多釜串联反应器 9.某液相反应,其反应式可写成A+C R+C 这种反应称为(B ) A .均相催化反应 B .自催化反应 C .链锁反应 D.可逆反应 10.高径比不大的气液连续鼓泡搅拌釜,对于其中的气相和液相的流动常可近似看成( B ) A .气、液均为平推流 B .气、液均为全混流 C .气相平推流、液相全混流 D .气相全混流、液相平推流 σ R R σσR σB σA σB σ σB A σ σA S k +?+?→?+?+?+) 此步为速率控制步骤 ( 222 3.间歇釜反应器中进行如下反应: P A → (1) -r A1 =k 1C A a1 S A → (2) -r A2=k 2C A a2 在C A0和反应时间保持不变下,降低反应温度,釜液中C P /C S 增大,表明活化能E1与E2的相对大小为 E1a2 。 A .al>a2 B .alE2 4.从反应器停留时间分布测定中,求得无因次方差 98.02=θσ,反应器可视为 全混流反应

化学反应工程综合复习 有答案

化学反应工程模拟题答案 一、填空题: 1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础,其中“三传”是指质量传 递、热量传递和动量传递,“一反”是指反应动力学。 2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同,但通常温度升高有利于 活化能高的反应的选择性,反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。 3.测定非理想流动的停留时间分布函数时,两种最常见的示踪物输入方法为 脉冲示踪法和阶跃示踪法。 4.在均相反应动力学中,利用实验数据求取化学反应速度方程式的两种最主 要的方法为积分法和微分法。 5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ,轴向扩散 模型的唯一模型参数为Pe(或Ez / uL)。 6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳定性。 7.平推流反应器的E函数表达式为 , () 0, t t E t t t ?∞= ? =? ≠ ?? ,其无因次方差 2 θ σ= 0 ,而全混流反应器的无因次方差2θσ= 1 。 8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol? hr ),该反应为 2 级反应。 9.对于反应22 A B R +→,各物质反应速率之间的关系为 (-r A):(-r B):r R=1:2:2 。 10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产物是 中间产物的串联反应。

11.某反应的计量方程为A R S →+,则其反应速率表达式不能确定。 12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解,在67℃时转化 50%需要30 min, 而在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒,该反应的活化能为 3.46×105 (J / mol ) 。 13.反应级数不可能(可能/不可能)大于3。 14.对于单一反应,在相同的处理量和最终转化率条件下,选择反应器时 主要考虑反应器的大小;而对于复合反应,选择反应器时主要考虑的则是目的产物的收率; 15.完全混合反应器(全混流反应器)内物料的温度和浓度均一, 并且等于(大于/小于/等于)反应器出口物料的温度和浓度。 二、多项选择题: 1.关于理想的间歇式反应器、平推流反应器和全混流反应器,下列描述正确的是 A, C, D A. 三者同为理想反应器,但理想的内涵是不同的; B. 理想的间歇式反应器和全混流反应器的理想的内涵是一样的,都是反 应器内温度和组成处处相同; C. 理想的间歇式反应器和全混流反应器的理想的内涵是不一样的,虽然 都是反应器内温度和组成处处相同,但前者随着时间的变化温度和组 成可能都发生变化,而后者则不随时间变化; D. 平推流和全混流反应器都是连续流动式反应器,前者的返混为零,后 者为无穷大 2.关于积分法和微分法,认识正确的是 A, B

化学反应工程原理(华东理工大学版)第二版第八章答案

化学反应工程原理(华东理工大学版)第二版第八章答案 篇一:化学反应工程原理(华东理工大学版)第三章华东版3-1 解:cA0kt?xA1?xA ?1把数据代入得cA0k?0.2min 当xA=0.75时解得t=15min 所以,增加的时间为15-5=10min 3-2 解:?1?xA?1?nn?1?1??n?1?cA0kt (式A)把xA=0.75和t=10min代入解得cA0k?0.1 再把t=30min代入(式A)解得xA=1.25 所以,转化率应为 1 3-3 解:设反应动力学方程为:? 则?1?xA?1?nn?1dcAn ?kcAdtn?1?1??n?1?cA0kt,且cA0=1 ?1?0.8??1??n?1?k8因此有 1?n?1?0.9??1??n?1?k18 解得:n=2;k=0.5L/mol·min 3-4 1)计算进料中酸、醇和水的摩尔浓度cA0、cB0、cS0(注意进料中水的浓度cS0不为0)。 2)列出当酸的转化率为xA时,各组分浓度的表示式: -11?n cA?cA0?1?xA? cB?cB0?cA0xA cR?cA0xA cS?cS0?cA0xA 3)将上列各式及各组分初浓度代入反应速率式,整理得 dxA2 ??7.93?10?6?10.2?20.1xA?2.58xA?dt 4)计算转化率达35%所需的时间为 t??0.35 0dxA ?627.93?1010.2?20.1xA?2.58xA上述积分可查积分表用公式计算,也可用MATLAB语言的quad解算子计算,结果为 t?7153s?2h 5)计算所需反应器体积。先计算每天的反应批数,再计算每m3反应体积每天的生产量,然后再计算达到要求产量所需反应器体积。答案为 VR=51.9m3 3-5 1)设酯的平衡转化率为xAe,将平衡时各组分浓度代入化学平衡方程得:21.1512xAe?0.219 1.1511?xAe48.76?1.151xAe化简整理上述方程并求解得xAe?90.8% 2)此题解法与3-4中的步骤2~4相同,答案为t=276min 3)此时各组分的浓度为酯:0.207mol/L;水:47.816 mol/L;醇、酸:0.910 mol/L;反应物系的组成为酯:0.414%;水:95.80%;醇、酸:1.82%; 3-6 对可逆放热反应,当反应温度过低时,因反应速率过低转化率偏低,当反应温度过高时,转化率又会受化学平衡的限制。所以,对一定的平均停留时间都存在一能达到最高转化率的最优反应温度。对本题此最优反应温度可用解析法求解。 1)列出反应器的物料衡算方程 qV?cA0?cA??VR??rA? 将反应动力学方程代入,整理后可得xA?k?T??1???k?T??k??T???? 式(A)2)对上式求导,并令导数为零 ?dkdk??dk???1??k?k?????k??????dTdTdTdxA?? ?2dT?1??k?k?????? dkkE将上式展开,并将代入,化简后可得 ?2dTRT ???E2E1?ln?? RT?k20?E2?E1? 于是Topt??E2 ??E1Rln??k?E?E2021????12405 ?325K

化学反应工程课后答案

1 绪 论 1.1在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应: 进入反应器的原料气中,甲醇:空气:水蒸气=2:4:1.3(摩尔比),反应 后甲醇的转化率达72%,甲醛的收率为69.2%。试计算 (1) (1) 反应的选择性; (2) (2) 反应器出口气体的组成。 解:(1)由(1.7)式得反应的选择性为: (2)进入反应器的原料气中,甲醇:空气:水蒸气=2:4:1.3(摩尔比), A P 出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数n A 、n P 和n c 分别为: n A =n A0(1-X A )=7.672 mol n P =n A0Y P =18.96 mol n C =n A0(X A -Y P )=0.7672 mol 结合上述反应的化学计量式,水(n W )、氧气(n O )和氮气(n N )的摩尔数分别为: n W =n W0+n P +2n C =38.30 mol n O =n O0-1/2n P -3/2n C =0.8788 mol n N =n N0=43.28 mol 1. 1. 2其主副反应如 下: 由于化学平衡的限制,反应过程中一氧化碳不可能全部转化成甲醇,为了提高原料的利用率,生产上采用循环操作,即将反应后的气体冷却,可凝组份变为液体即为粗甲醇,不凝组份如氢气及一氧化碳等部分放空,大部分经循环压缩 原料气 Bkg/h 粗甲醇 Akmol/h

100kmol 放空气 体 原料气和冷凝分离后的气体组成如下:(mol) 组分原料气冷凝分离后的气体 CO 26.82 15.49 H 2 68.25 69.78 CO 2 1.46 0.82 CH 4 0.55 3.62 N 2 2.92 10.29 粗甲醇的组成为CH 3OH 89.15%,(CH 3 ) 2 O 3.55%,C 3 H 9 OH 1.10%,H 2 O 6.20%,均为 重量百分率。在操作压力及温度下,其余组分均为不凝组分,但在冷凝冷却过程中可部分溶解于粗甲醇中,对1kg粗甲醇而言,其溶解量为CO 2 9.82g,CO 9.38g,H 2 1.76g,CH 4 2.14g,N 2 5.38g。若循环气与原料气之比为7.2(摩尔比), 试计算: (1)(1)一氧化碳的单程转换率和全程转化率; (2)(2)甲醇的单程收率和全程收率。 解:(1)设新鲜原料气进料流量为100kmol/h,则根据已知条件,计算进料原料 i i i i i m i i 。 M’ m =∑y i M i =9.554 又设放空气体流量为Akmol/h,粗甲醇的流量为Bkg/h。对整个系统的N 2 作衡算 得: 5.38B/28×1000+0.1029A=2.92 (A) 对整个系统就所有物料作衡算得: 100×10.42=B+9.554A (B) 联立(A)、(B)两个方程,解之得 A=26.91kmol/h B=785.2kg/h 反应后产物中CO摩尔流量为

化学反应工程期末考试试题及答案(整理)

4?从反应器停留时间分布测定中 ,求得无因次方差「二 _ 0.98 ,反应器可视为 XXX 大学 化学反应工程 试题B (开)卷 (答案)2011 — 2012学年第一学 期 一、单项选择题: (每题2分,共20分) 1.反应器中等温进行着 A T P (1)和A T R (2)两个反应,当降低 A 的浓度后,发现反 应生成P 的量显著降低,而 R 的生成量略降低,表明 () A .反应(1)对A 的反应级数大于反应 (2) B .反应(1)对A 的反应级数小于反应 C .反应(1)的活化能小于反应 (2) D .反应(1)的反应速率常数大于反应 2 一为() 2?四只相同体积的全混釜串联操作,其无因次停留时间分布的方差值 A . 1.0 B. 0.25 C . 0.50 A (1) > A ⑶ > D . 0 P —-(2), Q 3. 对一平行一连串反应 为了目的产物的收率最大, A .先高后低 B.先低后高 C .高温操作 4. 两个等体积的全混流反应器进行串联操作, 与第二釜的反应速率-広2之间的关系为( A . -r Ai > -r A2 B . -r Ai 则最佳操作温度序列为( ,P 为目的产物,若活化能次序为:E 2

化学反应工程名词解释与简答题

1.反应动力学主要研究化学反应进行的机理和速率,以获得进行工业反应器的设计和操作所必需的动力学知识,如反应模式、速率方程及反应活化能等等。包含宏观反应动力学和本征反应动力学。 2.化学反应工程化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的学科,即以化 学反应为研究对象,又以工程问题为研究对象的学科体系。 3.小试,中试小试:从事探索、开发性的工作,化学小试解决了所定课题的反应、分离过程和所涉及物料的分析认定,拿出合格试样,且收率等经济技术指标达到预期要求。中试:要解决的问题是:如何釆用工业手段、装备,完成小试的全流程,并基本达到小试的各项经济技术指标,规模扩大。 4.三传一反三传为动量传递(流体输送、过滤、沉降、固体流态化等,遵循流体动力学基本规律)、热量传递(加热、冷却、蒸发、冷凝等,遵循热量传递基本规律)和质量传递(蒸馏、吸收、萃取、干燥等,遵循质量传递基本规律),“一反”为化学反应过程(反应动力学)。 5催化剂在化学反应中能改变反应物的化学反应速率(提高或降低)而不改变化学平衡,且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂。 6催化剂的特征(1).催化剂只能加速热力学上可以进行的反应。 (2).催化剂只能加速反应趋于平衡,不能改变反应的平衡位置(平衡常数)。 (3)催化剂对反应具有选择性,当反应可能有一不同方向时,催化剂仅加速其中一种。 (4).催化剂具有寿命,由正常运转到更换所延续时间。 7活化组份活性组分是催化剂的主要成分,是真正起摧化作用的组分。常用的催化剂活性组分是金属和金属氧化物。 8.载体催化剂活性组分的分散剂、粘合物或支撑体,是负载活性组分的骨架。 9助催化剂本身没有活性,但能改善催化剂效能。助催化剂是加入催化剂中的少量物质,是催化剂的辅助成分,其本身没有活性或活性很小,但是他们加入到催化剂中后,可以改变催化剂的化学组成,化学结构,离子价态、酸碱性、晶格结构、表面结构,孔结构分散状态,机械强度等,从而提高催化剂的活性,选择性,稳定性和寿命。 10平推流反应器理想平推流反应器是指通过反应器的物料沿同一方向以相同速度向前流动,像活塞一样在反应器中向前平推, 11全混流反应器流入反应器的物料,在瞬间与反应器的物料混合均匀,即在反应器中各处物料的温度、浓度都是相同的。

《化学反应工程》试题和答案基础部分

《化学反应工程》试题库 一、填空题 1. 质量传递、热量传递、动量传递和和化学反应称为三传一 反? 2. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为输入-输出二累 积_____________ 。 3. 着眼组分A 转化率X A的定义式为 X A=( n A—n A)/ _____________ 。 4. 总反应级数不可能大于£—。 5. 反应速率-r A=kC A C B的单位为kmol/(m3? h).速率常数k的因次为 nV(kmol ? h ) 。 6. 反应速率-r A=kC A的单位为kmol/kg ? h.速率常数k的因次为mVkg ? h 。 7. 反应速率.kc A/2的单位为mol/L ? s.速率常数k的因次为 (mol) 1/2? L-1/2? s 。 8. 反应速率常数k与温度T的关系为lnk 10000 102.其活化能为 T mol 。 9. 某反应在500K时的反应速率常数k是400K时的103倍.则600K

时的反应速率常数k时是400K时的10 5倍。 10. 某反应在450C时的反应速率是400C时的10倍.则该反应的活化 能为(设浓度不变)mol 。 11. 非等分子反应2SO+Q==2SQ的膨胀因子sq等于________ 。 12. 非等分子反应N2+3H2==2NH的膨胀因子H2等于-2/3 。 13. 反应N b+3H2==2NH中(& )= 1/3 (仏)二1/2 扁3 14. 在平推流反应器中进行等温一级不可逆反应.反应物初浓度为G°. 转化率为X A.当反应器体积增大到n倍时.反应物A的出口浓度为 C A0(1-X A)n . 转化率为1-(1- X A”。 15. 在全混流反应器中进行等温一级不可逆反应.反应物初浓度为C A0. 转化率为X A.当反应器体积增大到n倍时.反应物A的出口浓度为 匚些.转化率为nxA—。 1 (n 1)X A 1 (n 1)X A 16. 反应活化能E越大.反应速率对温度越敏感。 17. 对于特定的活化能.温度越低温度对反应速率的影响越大。 18. 某平行反应主副产物分别为P和S选择性S的定义为(n P-g)/ (n s- n s0)

化学反应工程期末考试试题及答案

《化学反应工程》试题 XXX大学化学反应工程试题B(开)卷 (答案)2011—2012学年第一学期 一、单项选择题:(每题2分,共20分) 1.反应器中等温进行着A→P(1)和A→R(2)两个反应,当降低A的浓度后,发现反应生成P的量显著降低,而R的生成量略降低,表明(A ) A.反应(1)对A的反应级数大于反应(2) B.反应(1) 对A的反应级数小于反应(2) C.反应(1)的活化能小于反应(2) D.反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作,其无因次停留时间分布的方差值为( B ) A. 1.0 B. 0.25 C.0.50 D.0 3.对一平行—连串反应,P为目的产物,若活化能次序为:E2 -r A2 B.-r A1 = -r A2 C.-r A1 < -r A2 D.不能确定何者为大 5. 已知一闭式反应器的,该反应器若用多釜串联模型来描述,则模型参数N为( B )。 A. 4.5 B. 5.6 C.3.5 D.4.0 6.固体催化剂之所以能起催化作用,是由于催化剂的活性中心与反应组分的气体分子主要发生( C)。 A.物理吸附 B.化学反应 C.化学吸附 D.质量传递 7.包括粒内微孔体积在内的全颗粒密度称之为( B ) A.堆(积)密度 B.颗粒密度 C.真密度 D.平均密度 8.在气固催化反应动力学研究中,内循环式无梯度反应器是一种( C )。 A.平推流反应器 B. 轴向流反应器 C. 全混流反应器 D. 多釜串联反应器 9.某液相反应,其反应式可写成A+C R+C这种反应称为(B ) A.均相催化反应 B.自催化反应 C.链锁反应 D.可逆反应 10.高径比不大的气液连续鼓泡搅拌釜,对于其中的气相和液相的流动常可近似看成( B ) A.气、液均为平推流 B.气、液均为全混流 C.气相平推流、液相全混流 D.气相全混流、液相平推流 二、填空题(每题5分,共30分) 1.一不可逆反应,当反应温度从25℃升高到35℃时,反应速率增加一倍,则该反应 的活化能为 52894 J/mol 。

化学反应工程名词解释与简答题

化学反应工程名词解释 与简答题 https://www.wendangku.net/doc/573411090.html,work Information Technology Company.2020YEAR

1.反应动力学主要研究化学反应进行的机理和速率,以获得进行工业反应器的设计和操作所必需的动力学知识,如反应模式、速率方程及反应活化能等等。包含宏观反应动力学和本征反应动力学。 2.化学反应工程化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的学科,即以化 学反应为研究对象,又以工程问题为研究对象的学科体系。 3.小试,中试小试:从事探索、开发性的工作,化学小试解决了所定课题的反应、分离过程和所涉及物料的分析认定,拿出合格试样,且收率等经济技术指标达到预期要求。中试:要解决的问题是:如何釆用工业手段、装备,完成小试的全流程,并基本达到小试的各项经济技术指标,规模扩大。 4.三传一反三传为动量传递(流体输送、过滤、沉降、固体流态化等,遵循流体动力学基本规律)、热量传递(加热、冷却、蒸发、冷凝等,遵循热量传递基本规律)和质量传递(蒸馏、吸收、萃取、干燥等,遵循质量传递基本规律),“一反”为化学反应过程(反应动力学)。 5催化剂在化学反应中能改变反应物的化学反应速率(提高或降低)而不改变化学平衡,且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂。 6催化剂的特征(1).催化剂只能加速热力学上可以进行的反应。 (2).催化剂只能加速反应趋于平衡,不能改变反应的平衡位置(平衡常数)。 (3)催化剂对反应具有选择性,当反应可能有一不同方向时,催化剂仅加速其中一种。 (4).催化剂具有寿命,由正常运转到更换所延续时间。 7活化组份活性组分是催化剂的主要成分,是真正起摧化作用的组分。常用的催化剂活性组分是金属和金属氧化物。 8.载体催化剂活性组分的分散剂、粘合物或支撑体,是负载活性组分的骨架。 9助催化剂本身没有活性,但能改善催化剂效能。助催化剂是加入催化剂中的少量物质,是催化剂的辅助成分,其本身没有活性或活性很小,但是他们加入到催化剂中后,可以改变催化剂的化学组成,化学结构,离子价态、酸碱性、晶格结构、表面结构,孔结构分散状态,机械强度等,从而提高催化剂的活性,选择性,稳定性和寿命。 10平推流反应器理想平推流反应器是指通过反应器的物料沿同一方向以相同速度向前流动,像活塞一样在反应器中向前平推, 11全混流反应器流入反应器的物料,在瞬间与反应器内的物料混合均匀,即在反应器中各处物料的温度、浓度都是相同的。

化学反应工程原理(华东理工大学版)第四章答案

华东版-- 4-1 解:由反应可知膨胀率为:2111 A ε-== 反应速率可写成:()1111A A A A A A x x p p r k k RT x RT x ε??---== ?++?? 00A p F v RT = 反应器容积可写成: 00001111Af Af x x A A A A A A A F v x x RT V dx dx k p x k x ++==--?? ()00003 210.8/36000.8/36000.52ln 0.50.4/36000.4/36001.77Af Af x x A A A v v V dx dx k k x V m -=- --=-?-?=?? 4-2 由反应可知膨胀率为:320.52 A ε-== 反应速率可写成:()11110.5A A A A A A x x p p r k k RT x RT x ε??---== ?++?? 反应器容积可写成: []000000003 10.51111 1.5210.40.0082049730.50.8 1.5ln 0.20.970.160 32.92 2.01 1.1Af Af Af Af x x A A A A A A A x x A A A A A F v x x RT V dx dx k p x k x F F RT RT V dx dx k p k p x V m ++==---=- --??=-?-??=?=?? ?? 4-3 解:

()() ()0311ln 110.980.19.92105ln 0.9812473A A A A A M x c k M M x x x s τττ-+-=+--??=--= 4-4 解:0.900A A A dx c kp τ=? A A p c RT = 膨胀率为:320.52 A ε-== () 0110.5A A A A c x c x -=+ 所以: ()()()0.9000.9010.511 1.5ln 10.513.2A A A A A A x c dx kRT x x x kRT s τ+=-=---∣??? ?=? 4-5 解: () ()00630030011ln 10.294100.312.88.314828 1211ln ln 18.210.2712.810.95 R A A A A A A R A A V F kc x p c mol m RT F V m kc x -=-??===??===-?- 4-6 解:假设反应为二级反应,则011A A k c c τ-= 把数据代入,可得: 1124;10.041 k k -== 114;10.21 k k -== 11;10.51 k k -==

《化学反应工程》试题及答案

《化学反应工程》试题 一、填空题 1. 质量传递 、 热量传递 、 动量传递 和化学反应 称为三传一 反. 2. 物料衡算和能量衡算的一般表达式为 输入-输出=累 积 。 3. 着眼组分A 转化率x A 的定义式为 x A =(n A0-n A )/n A0 。 4. 总反应级数不可能大于 3 。 5. 反应速率-r A =kC A C B 的单位为kmol/m 3·h ,速率常数k 的因次为 m 3/kmol ·h 。 6. 反应速率-r A =kC A 的单位为kmol/kg ·h ,速率常数k 的因次为 m 3/kg ·h 。 7. 反应速率2 /1A A kC r =-的单位为mol/L ·s ,速率常数k 的因次为 (mol)1/2·L -1/2·s 。 8. 反应速率常数k 与温度T 的关系为2.1010000lg +-=T k ,其活化能为 mol 。

9. 某反应在500K 时的反应速率常数k 是400K 时的103倍,则600K 时的反应速率常数k 时是400K 时的 105 倍。 10. 某反应在450℃时的反应速率是400℃时的10倍,则该反应的活 化能为(设浓度不变) mol 。 11. 非等分子反应2SO 2+O 2==2SO 3的膨胀因子2 SO δ等于 。 12. 非等分子反应N 2+3H 2==2NH 3的膨胀因子2 H δ等于 –2/3 。 13. 反应N 2+3H 2==2NH 3中(2 N r -)= 1/3 (2 H r -)= 1/2 3 NH r 14. 在平推流反应器中进行等温一级不可逆反应,反应物初浓度为 C A0,转化率为x A ,当反应器体积增大到n 倍时,反应物A 的出口浓度 为 C A0(1-x A )n ,转化率为 1-(1-x A )n 。 15. 在全混流反应器中进行等温一级不可逆反应,反应物初浓度为 C A0,转化率为x A ,当反应器体积增大到n 倍时,反应物A 的出口浓度 为 A A x n x )1(11-+-,转化率为A A x n nx )1(1-+。 16. 反应活化能E 越 大 ,反应速率对温度越敏感。 17. 对于特定的活化能,温度越低温度对反应速率的影响越 大 。 18. 某平行反应主副产物分别为P 和S ,选择性S P 的定义为 (n P -n P0)/ (n S -n S0) 。

化学反应工程期末考试真题

化学反应工程原理 一、选择题 1、气相反应 CO + 3H 2 CH 4 + H 2O 进料时无惰性气体,CO 与2H 以1∶2摩尔比进料, 则膨胀因子CO δ=__A_。 A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S K 1 K 2 P 在间歇式反应器中,则目的产物P 的最大浓度=m ax ,P C ___A____。 A. 1 22 )(210K K K A K K C - B. 2 2/1120 ]1)/[(+K K C A C. 122 )(120K K K A K K C - D. 2 2/1210]1)/[(+K K C A 3、串联反应A → P (目的)→R + S ,目的产物P 与副产物S 的选择性 P S =__C_。 A. A A P P n n n n --00 B. 0 A P P n n n - C. 0 0S S P P n n n n -- D. 0 0R R P P n n n n -- 4、全混流反应器的容积效率η=1.0时,该反应的反应级数n___B__。 A. <0 B. =0 C. ≥0 D. >0 5 、对于单一反应组分的平行反应A P(主) S(副),其瞬间收率P ?随A C 增大而单调下降,则最适合的反应器为 ____B__。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 多釜串联全混流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 6、对于反应级数n >0的不可逆等温反应,为降低反应器容积,应选用____A___。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 7 、一级不可逆液相反应 A 2R ,3 0/30.2m kmol C A =, 出口转化率 7.0=A x ,每批操作时间 h t t 06.20=+,装置的生产能力为50000 kg 产物R/天,R M =60,则反应器的体积V 为_C_3 m 。 A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.4 8、在间歇反应器中进行等温一级反应A → B , s l mol C r A A ?=-/01.0,当l mol C A /10=时,求反应至 l mol C A /01.0=所需时间t=____B___秒。 A. 400 B. 460 C. 500 D. 560 9、一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行,使目的产物P 浓度最大时的最优空时 = opt τ_____D__。 A. 1 212) /ln(K K K K - B. 1 221)/ln(K K K K - C. 2 112)/ln(K K K K D. 2 11K K 10、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间0t 不包括下列哪一项____B___。

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